【第1篇 高三化學(xué)復(fù)習(xí)原電池知識點總結(jié)
一、構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件有:
(1)電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導(dǎo)電性(非金屬或某些氧化物等);(2)兩電極必須浸沒在電解質(zhì)溶液中;
(3)兩電極之間要用導(dǎo)線連接,形成閉合回路。說明:
①一般來說,能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應(yīng)的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質(zhì)一般不作做原電池的負極,如k、na、ca等。
二、原電池正負極的判斷
(1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來說,較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負極,較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時,由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng),失去電子,因此鋁為負極,鎂為正極。
(2)根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負極,電子由負極流向正極。
(3)根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷:在原電池電解質(zhì)溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。
(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷:原電池中,負極總是發(fā)生氧化反應(yīng),正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價的升降來判斷。
(5)根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質(zhì)量減輕,說明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。
(6)根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應(yīng),說明該電極為正極,活動性較弱。
(7)根據(jù)某電極附近ph的變化判斷析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后,均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的ph增大,因而原電池工作后,該電極附近的ph增大了,說明該電極為正極,金屬活動性較弱。
三、電極反應(yīng)式的書寫
(1)準(zhǔn)確判斷原電池的正負極是書寫電極反應(yīng)的關(guān)鍵
(2)如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應(yīng)式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法,但不是絕對的,例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中,
(3)要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目
在同一個原電池中,負極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù),所以在書寫電極反應(yīng)時,一定要考慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng)式時所帶來的失誤,同時也可避免在有關(guān)計算中產(chǎn)生誤差。
(4)要利用總的反應(yīng)方程式
從理論上講,任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池,而兩個電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個電極反應(yīng),便可以寫出另一個電極反應(yīng)方程式。
四、原電池原理的應(yīng)用
原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。
化學(xué)電源:人們利用原電池原理,將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池,以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,電池發(fā)揮的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機、輪船,小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等,都離不開各種各樣的電池。
加快反應(yīng)速率:如實驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,用純鋅生成氫氣的速率較慢,而用粗鋅可大大加快化學(xué)反應(yīng)速率,這是因為在粗鋅中含有雜質(zhì),雜質(zhì)和鋅形成了無數(shù)個微小的原電池,加快了反應(yīng)速率。
比較金屬的活動性強弱:一般來說,負極比正極活潑。
防止金屬的腐蝕:金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中,我們把不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時形成的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕:在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜,里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳,含有少量的h+和oh-形成電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數(shù)個微小的原電池,鐵作負極,碳作正極,發(fā)生吸氧腐蝕:
電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接,或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。
【第2篇 原電池知識點系統(tǒng)總結(jié)
1.原電池的定義
電能的把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檠b置叫做原電池。
2.原電池的工作原理
將氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)過導(dǎo)線傳給氧化劑,使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上進行,從而形成電流。
3.構(gòu)成條件
兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(yīng)(自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng))。
4.正負極判斷
負極:電子流出的極為負極,發(fā)生氧化反應(yīng),一般較活潑的金屬做負極
正極:電子流入的極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),一般較不活潑金屬做正極
判斷方法:
①由組成原電池的兩極電極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。
注意:cu-fe(al)與濃hno3組成的原電池以及mg-al與naoh溶液組成的原電池例外。
②根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極。
③根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng),其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
④根據(jù)現(xiàn)象判斷:溶解的電極為負極,增重或有氣泡放出的電極為正極
⑤根據(jù)離子的流動方向判斷:在原電池內(nèi)的電解質(zhì)溶液,陽離子移向的極是正極,陰離子移向的極是負極。
5.電子、電流、離子的移動方向
電子:負極流向正極
電流:正極流向負極
陽離子:向正極移動
陰離子:向負極移動
6.電極反應(yīng)式(以銅-鋅原電池為例)
負極(zn):zn-2e-=zn2+(氧化反應(yīng))
正極(cu):cu2++2e-= cu (還原反應(yīng))
總反應(yīng): zn+ cu2+=zn2++ cu
7.原電池的改進
普通原電池的缺點:正負極反應(yīng)相互干擾;原電池的電流損耗快。
①改進辦法:
使正負極在兩個不同的區(qū)域,讓原電池的氧化劑和還原劑分開進行反應(yīng),用導(dǎo)體(鹽橋)將兩部分連接起來。
②鹽橋:
把裝有飽和cl溶液和瓊脂制成的膠凍的玻璃管叫做鹽橋。膠凍的作用是防止管中溶液流出。
③鹽橋的作用:
鹽橋是溝通原電池兩部分溶液的橋梁。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。
a.鹽橋中的電解質(zhì)溶液使原電池的兩部分連成一個通路,形成閉合回路
b.平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流
④鹽橋的工作原理:
當(dāng)接通電路之后,鋅電極失去電子產(chǎn)生鋅離子進入溶液,電子通過導(dǎo)線流向銅電極,并在銅電極表面將電子傳給銅離子,銅離子得到電子變成銅原子。鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會由于銅的析出減少了cu2+而帶上了負電,從而阻止電子從鋅片流向銅片,導(dǎo)致原電池不產(chǎn)生電流。
鹽橋中的鉀離子進入硫酸銅溶液,鹽橋中的氯離子進入硫酸鋅溶液,使硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液均保持電中性,使氧化還原反應(yīng)得以持續(xù)進行,從而使原電池不斷產(chǎn)生電流。
說明鹽橋使用一段時間后,由于氯化鉀的流失,需要在飽和氯化鉀溶液中浸泡,以補充流失的氯化鉀,然后才能正常反復(fù)使用。
⑤原電池組成的變化:
原電池變化:改進后的原電池由兩個半電池組成,電解質(zhì)溶液在兩個半電池中不同,兩個半電池中間通過鹽橋連接。
改進后電池的優(yōu)點:原電池能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。
一、構(gòu)成原電池的`條件構(gòu)成原電池的條件有:
(1)電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導(dǎo)電性(非金屬或某些氧化物等);
(2)兩電極必須浸沒在電解質(zhì)溶液中;
(3)兩電極之間要用導(dǎo)線連接,形成閉合回路。說明:
①一般來說,能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應(yīng)的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質(zhì)一般不作做原電池的負極,如k、na、ca等。
二、原電池正負極的判斷
(1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來說,較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負極,較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正 極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構(gòu)成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時,由于是鋁和氫氧 化鈉溶液發(fā)生反應(yīng),失去電子,因此鋁為負極,鎂為正極。
(2)根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負 極,電子由負極流向正極。
(3)根據(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷:在原電池電解質(zhì)溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。
(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué) 反應(yīng)判斷:原電池中,負極總是發(fā)生氧化反應(yīng),正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價的升降來判斷。
(5)根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質(zhì)量增加,說明溶液中的陽離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質(zhì)量減輕,說明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。
(6)根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應(yīng),說明該電極為正極,活動性較弱。
(7)根據(jù)某電極附近ph的變化判斷
析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后,均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的ph增大,因而原電池工作后,該電極附近的ph增大了,說明該電極為正極,金屬活動性較弱。
三、電極反應(yīng)式的書寫
(1)準(zhǔn)確判斷原電池的正負極是書寫電極反應(yīng)的關(guān)鍵
如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應(yīng)式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法,但不是絕對的,例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中,由于鋁 片表明的鈍化,這時銅失去電子,是負極,其電極反應(yīng)為:負極:cu -2e- = cu2+正極:no3- + 4h+ + 2e- = 2h2o + 2no2↑
再如鎂片和鋁片同時插入氫氧化鈉溶液中,雖然鎂比鋁活潑,但由于鎂不與氫氧化鈉反應(yīng),而鋁卻反應(yīng),失去電子,是負極,其電極反應(yīng)為:
負極:2al + 8oh--2×3e- =2alo2- + 2h2o正極:6h2o + 6e- = 6oh- + 3h2↑
(2)要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。在正負極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的,它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系,如氫氧燃料電池有酸式和堿式,在酸溶液中, 電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)oh-,在堿溶液中,電極反應(yīng)式中不 能出現(xiàn)h+,像ch4、ch3oh等燃料電池,在堿溶液中碳(c)元素以co32-離子形式存在,而不是放出co2氣體。
(3)要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目
在同一個原電池中,負極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù),所以在書寫電極反應(yīng)時,一定要考慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng)式時所帶來的失誤,同時也可避免在有關(guān)計算中產(chǎn)生誤差。
(4)要利用總的反應(yīng)方程式
從理論上講,任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池,而兩個電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個電極反應(yīng),便可以寫出另一個電極反應(yīng)方程式。
四、原電池原理的應(yīng)用
原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。
1. 化學(xué)電源:人們利用原電池原理,將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池,以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、 生產(chǎn)和科學(xué)研究以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,電池發(fā)揮的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機、輪船,小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等,都離不開各 種各樣的電池。2. 加快反應(yīng)速率:如實驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,用純鋅生成氫氣的速率較慢,而用粗鋅可大大加快化學(xué)反應(yīng)速率,這是因為在粗鋅中含有雜質(zhì),雜質(zhì)和鋅形成 了無數(shù)個微小的原電池,加快了反應(yīng)速率。3. 比較金屬的活動性強弱:一般來說,負極比正極活潑。4. 防止金屬的腐蝕:金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中,我們把不純的 金屬與電解質(zhì)溶液接觸時形成的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕:在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附一層薄薄的水 膜,里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳,含有少量的h+和oh-形成電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數(shù)個微小的原電池,鐵作負極,碳作正極, 發(fā)生吸氧腐蝕:
2. 負極:2fe -2×2e- =2fe2+
3. 正極: o2 + 4e-+ 2h2o = 4oh-
電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接,或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。
【第3篇 原電池和電解池知識點總結(jié)
原電池和電解池知識點總結(jié)
原電池和電解池
1.原電池和電解池的比較: 2原電池正負極的判斷:
⑴根據(jù)電極材料判斷:活潑性較強的金屬為負極,活潑性較弱的或者非金屬為正極。 ⑵根據(jù)電子或者電流的流動方向:電子流向:負極→正極。電流方向:正極→負極。 ⑶根據(jù)電極變化判斷:氧化反應(yīng)→負極; 還原反應(yīng)→正極。
⑷根據(jù)現(xiàn)象判斷:電極溶解→負極; 電極重量增加或者有氣泡生成→正極。 ⑸根據(jù)電解液內(nèi)離子移動的方向判斷:陰離子→移向負極;氧離子→移向正極。 3電極反應(yīng)式的書寫:
負極:⑴負極材料本身被氧化:
n+2+
①如果負極金屬生成的陽離子與電解液成分不反應(yīng),則為最簡單的:m-n e-=m 如:zn-2 e-=zn ②如果陽離子與電解液成分反應(yīng),則參與反應(yīng)的部分要寫入電極反應(yīng)式中: 如鉛蓄電池,pb+so42--2e-=pbso4
⑵負極材料本身不反應(yīng):要將失電子的部分和電解液都寫入電極反應(yīng)式,
如燃料電池ch4-o2(c作電極)電解液為koh:負極:ch4+10oh-8 e-=c032-+7h2o 正極:⑴當(dāng)負極材料能自發(fā)的與電解液反應(yīng)時,正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反應(yīng),
+
h2so4電解質(zhì),如2h+2e=h2 cuso4電解質(zhì): cu2++2e= cu
⑵當(dāng)負極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)時,正極則是電解質(zhì)中的o2反正還原反應(yīng)
-① 當(dāng)電解液為中性或者堿性時,h2o比參加反應(yīng),且產(chǎn)物必為oh,
如氫氧燃料電池(koh電解質(zhì))o2+2h2o+4e=4oh
+
②當(dāng)電解液為酸性時,h比參加反應(yīng),產(chǎn)物為h2oo2+4o2+4e=2h2o
4.化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別
6.金屬的防護 ⑴改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素,使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,耐腐蝕。如:不銹鋼。⑵在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有:涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。⑶電化學(xué)保護法 ①外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池,被保護的金屬作陰極。②犧牲陽極的陰極保護法:外加負極材料,構(gòu)成原電池,被保護的金屬作正極 7。常見實用電池的種類和特點 ⑴干電池(屬于一次電池) ①結(jié)構(gòu):鋅筒、填滿mno2的石墨、溶有nh4cl的糊狀物。酸性電解質(zhì): ②電極反應(yīng)
zn-2e-=zn2+
2nh4++2e-=2nh3+h2
+++
nh3和h2被zn2、mno2吸收: mno2+h2=mno+h2o,zn2+4nh3=zn(nh3)42 堿性電解質(zhì):(koh電解質(zhì))
-電極反應(yīng)zn+2oh-2e-=zn(oh)2
2mno2+2h2o+2e-=2mnooh+ zn(oh)2 zn+ mno2+2h2o-=2mnooh+ zn(oh)2
⑵鉛蓄電池(屬于二次電池、可充電電池) ①結(jié)構(gòu):鉛板、填滿pbo2的鉛板、稀h2so4。 ②a.放電反應(yīng) 負極: pb-2e-+ so42- = pbso4原電池正極: pbo2 +2e-+4h+ + so42- = pbso42o
b.充電反應(yīng) 陰極:pbso4-= pb+ so42-電解池陽極:pbso4- + 2h2o = pbo2 +4h+ + so42- 總式:pb + pbo2 + 2h2so4
===
放電充電
2pbso4 + 2h2o
注意:放電和充電是完全相反的過程,放電作原電池,充電作電解池。電極名稱看電子得失,電極反應(yīng)式的書寫要求與離子方程式一樣,且加起來應(yīng)與總反應(yīng)式相同。 ⑶鋰電池
①結(jié)構(gòu):鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 ②a電極反應(yīng)2li-2e- = 2li+
正極: i2 +2e- = 2i-總式:2li + i2 = 2lii
b mno2 做正極時:
2li-2e- = 2li+
正極:mno2+e- = mno2 - 總li +mno2= li mno2
鋰電池優(yōu)點:體積小,無電解液滲漏,電壓隨放電時間緩慢下降,應(yīng)用:心臟起搏器,手機電池,電腦電池。 ⑷a.氫氧燃料電池 ① 結(jié)構(gòu):石墨、石墨、koh溶液。 ②電極反應(yīng) h2- 2e-+ 2oh- = 2h2o
正極: o2 + 4e- + 2h2o = 4oh-總式:2h2+o2=2h2o
(反應(yīng)過程中沒有火焰,不是放出光和熱,而是產(chǎn)生電流)注意:還原劑在負極上反應(yīng),氧化劑在正極上反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)(先常規(guī)后深入)。若相互反應(yīng)的物質(zhì)是溶液,則需要鹽橋(內(nèi)裝kcl的瓊脂,形成閉合回路)。
b.鋁、空氣燃料電池 以鋁—空氣—海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的.氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中,數(shù)分鐘后就會發(fā)出耀眼的閃光,其能量比干電池高20~50倍。 電極反應(yīng):鋁是負極 4al-12e-== 4al3+;
石墨是正極 3o2+6h2o+12e-==12oh-
8.電解池的陰陽極判斷:
⑴由外電源決定:陽極:連電源的正極; 陰極:連電源的負極; ⑵根據(jù)電極反應(yīng): 氧化反應(yīng)→陽極 ;還原反應(yīng)→陰極
⑶根據(jù)陰陽離子移動方向:陰離子移向→陽極;陽離子移向→陰極, ⑷根據(jù)電子幾點流方向:電子流向: 電源負極→陰極;陽極→電源正極 電流方向: 電源正極→陽極;陰極→電源負極 9.電解時電極產(chǎn)物判斷:
⑴陽極:如果電極為活潑電極,ag以前的,則電極失電子,被氧化被溶解,zn-2e-=zn2+
如果電極為惰性電極,c、pt、au、ti等,則溶液中陰離子失電子,4oh-- 4e-= 2h2o+ o2 陰離子放電順序s2->;i->;br->;cl->;oh->;含氧酸根>;f-
⑵陰極:(.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護)根據(jù)電解質(zhì)中陽離子活動順序判斷,陽離子得電子順序 — 金屬活動順序表的反表金屬活潑性越強,則對應(yīng)陽離子的放電能力越弱,既得電子能力越弱。 k+< na+ < mg2+ < al3+< (h+) < zn2+ < fe2+ < sn2+ < pb2+ < cu2+ < hg2+ < ag+
10.電解、電離和電鍍的區(qū)別
⑴電解水型:電解含氧酸,強堿,活潑金屬的含氧酸鹽,如稀h2so4、naoh溶液、na2so4溶液: 陽極:4oh--4e-=2h2o+o2↑陰極:2h++2e-=h2↑ 總反應(yīng):2h2o==== 2h2↑ + o2↑,
溶質(zhì)不變,ph分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率(不是起催化作用)。
⑵電解電解質(zhì):無氧酸(hf除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽,如cucl2
陽極:2cl--2e-=cl2↑ 陰極:cu2+ +2e-= cu 總反應(yīng):cucl2= cu +cl2↑ ⑶放氫生成堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(f化物除外)如nacl
陽極:2cl--2e-=cl2↑陰極:2h++2e-=h2↑ 總反應(yīng):2nacl+2h2o=h2↑+cl2↑+2naoh 公式:電解質(zhì)+h2o→堿+ h2↑+非金屬
⑷放氧省酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽,如cuso4
陽極:4oh--4e-=2h2o+o2↑ 陰極:cu2+ +2e-= cu 總反應(yīng):2cuso4+2h2o=2cu+ o2↑+2h2so4 公式:電解質(zhì)+h2o→酸+ o2↑+金屬
解nacl溶液:2nacl+2h2o ====h2↑+cl2↑+2naoh,溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng),ph增大
8.電解原理的應(yīng)用
電解
電解
a、電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè)) ⑴反應(yīng)原理
陽極:
2cl
- - 2e-== cl2↑
陰極: 2h+ + 2e-== h2↑總反應(yīng):2nacl+2h2o====
h2↑+cl2↑+2naoh ⑵設(shè)備 (陽離子交換膜電解槽)
①組成:陽極—ti、陰極—fe ②陽離子交換膜的作用:它只允許陽離子通過而阻止陰
離子和氣體通過。
⑶制燒堿生產(chǎn)過程 (離子交換膜法) ①食鹽水的精制:粗鹽(含泥沙、ca2+、mg2+、fe3+、so42- 等)→加入naoh溶液→加入bacl2溶液→加入na2co3溶液→過濾→加入鹽酸→加入離子交換劑(nar) ②電解生產(chǎn)主要過程(見圖20-1):nacl從陽極區(qū)加入,h2o從陰極區(qū)加入。陰極h+ 放電,破壞了水的電離平衡,使oh-濃度增大,oh-和na+形成naoh溶液。
b、電解冶煉鋁 ⑴原料:(a)、冰晶石:na3alf6=3na++alf63- (b)、氧化鋁: 鋁土礦 ——→ naalo2 ——→ al(oh)3 —→ al2o3
過濾
-
電解
naoh
co2△
過濾
⑵ 原理 陽極2o2 - 4e- =o2↑
+
陰極al3+3e- =al 總反應(yīng):4al3++6o2ˉ====4al+3o2↑
⑶ 設(shè)備:電解槽(陽極c、陰極fe) 因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng):c+o2 → co+co2,故需定時補充。
c、電鍍:用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。 ⑴鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理: 陽極 zn-2eˉ = zn2+ 陰極 zn2++2eˉ=zn
⑵電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。⑶在電鍍控制的條件下,水電離出來的h+和ohˉ一般不起反應(yīng)。⑷電鍍液中加氨水或 nacn的原因:使zn2+離子濃度很小,鍍速慢,鍍層才能致密、光亮。
d、電解冶煉活潑金屬na、mg、al等。
e、電解精煉銅:粗銅作陽極,精銅作陰極,電解液含有cu2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出,銅后金屬不反應(yīng),形成 “陽極泥”。